فطرت جو دورو ڪرڻ لاء توهان جي مهرباني. توھان استعمال ڪري رھيا آھيو برائوزر ورشن CSS لاءِ محدود سپورٽ آھي. بهترين تجربي لاءِ، اسان صلاح ڏيو ٿا ته توهان برائوزر جو نئون ورزن استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو). ساڳئي وقت، مسلسل مدد کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽن کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ ڏيکارينداسين.
SrFe12O19 (SFO) سخت هيڪسافرائٽ جي مقناطيسي ملڪيت ان جي مائڪرو ساخت جي پيچيده رشتي جي ذريعي ڪنٽرول ڪئي وئي آهي، جيڪو مستقل مقناطيس ايپليڪيشنن سان انهن جي لاڳاپي کي طئي ڪري ٿو. SFO نانو پارٽيڪلز جو هڪ گروپ چونڊيو جيڪو حاصل ڪيو سول-جيل اسپونٽينيس ڪمبسشن سنٿيسس، ۽ G (L) لائين پروفائل تجزيي ذريعي اندر-گہرا structural X-ray پائوڊر ڊفراڪشن (XRPD) خاصيت انجام ڏيو. حاصل ڪيل ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم کي ظاهر ڪري ٿو ماپ جي واضح انحصار کي [001] هدايت سان گڏ ٺاھڻ واري طريقي تي، جيڪا فلڪي ڪرسٽلائٽس جي ٺهڻ جي ڪري ٿي. ان کان علاوه، SFO نانو پارٽيڪلز جي ماپ جو اندازو لڳايو ويو ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسکوپي (TEM) تجزيي ذريعي، ۽ ذرات ۾ ڪرسٽلائٽس جو سراسري تعداد اندازو لڳايو ويو. انهن نتيجن جو جائزو ورتو ويو آهي هڪ واحد ڊومين رياستن جي ٺهڻ کي واضح ڪرڻ لاءِ نازڪ قدر کان هيٺ، ۽ چالو ڪرڻ جو مقدار وقت تي منحصر مقناطيسي ماپن مان نڪتل آهي، جنهن جو مقصد سخت مقناطيسي مواد جي ريورس مقناطيسي عمل کي واضح ڪرڻ آهي.
نانو-پيماني تي مقناطيسي مواد وڏي سائنسي ۽ ٽيڪنالاجي اهميت رکي ٿو، ڇاڪاڻ ته انهن جي مقناطيسي ملڪيت انهن جي حجم جي سائيز جي مقابلي ۾ خاص طور تي مختلف رويي جي نمائش ڪن ٿا، جيڪي نوان نقطا ۽ ايپليڪيشنون 1,2,3,4 آڻيندا آهن. Nanostructured مواد مان، M-type hexaferrite SrFe12O19 (SFO) مستقل مقناطيس ايپليڪيشنن لاءِ پرڪشش اميدوار بڻجي چڪو آهي5. درحقيقت، تازن سالن ۾، نانو اسڪيل تي SFO-بنياد مواد کي ترتيب ڏيڻ تي تمام گهڻو تحقيقي ڪم ڪيو ويو آهي مختلف قسم جي جوڙجڪ ۽ پروسيسنگ طريقن ذريعي سائيز، مورفولوجي، ۽ مقناطيسي خاصيتن کي بهتر ڪرڻ لاء 6,7,8. ان کان علاوه، ان جي تحقيق ۽ ترقي ۾ وڏي توجه حاصل ڪئي آهي ايڪسچينج ڪوپلنگ سسٽم 9,10. ان جي اعليٰ مقناطيسي ڪرسٽل انيسوٽراپي (K = 0.35 MJ/m3) هن جي هيڪساگونل لٽيس 11,12 جي سي-محور سان گڏ مقناطيس ۽ ڪرسٽل جي جوڙجڪ، ڪرسٽلائٽس ۽ گرين سائيز، مورفولوجي ۽ بناوت جي وچ ۾ پيچيده رابطي جو سڌو نتيجو آهي. تنهن ڪري، مٿين خاصيتن کي ڪنٽرول ڪرڻ مخصوص گهرجن کي پورو ڪرڻ جو بنياد آهي. شڪل 1 SFO13 جي عام هيڪساگونل اسپيس گروپ P63 / mmc کي بيان ڪري ٿو، ۽ جهاز جيڪو لائين پروفائل تجزيو مطالعي جي عڪاسي سان لاڳاپيل آهي.
ferromagnetic particle size reduction جي لاڳاپيل خاصيتن ۾، نازڪ قدر کان هيٺ هڪ واحد ڊومين اسٽيٽ جي ٺهڻ سبب مقناطيسي انيسوٽراپي ۾ اضافو ٿئي ٿو (مٿاڇري واري علائقي کان حجم جي نسبت جي ڪري)، جيڪو هڪ زبردستي فيلڊ 14,15 ڏانهن وٺي ٿو. سخت مواد ۾ نازڪ طول و عرض (DC) کان هيٺ وسيع علائقو (عام قدر اٽڪل 1 µm آهي)، ۽ نام نهاد مربوط سائيز (DCOH) 16 پاران وضاحت ڪئي وئي آهي: هي مربوط سائيز ۾ ڊيمنيٽائيزيشن لاءِ ننڍي مقدار جي طريقي ڏانهن اشارو ڪري ٿو. (DCOH)، ايڪٽيويشن حجم (VACT) 14 جي طور تي ظاهر ڪيو ويو آهي. جڏهن ته، شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي، جيتوڻيڪ ڪرسٽل سائيز ڊي سي کان ننڍو آهي، ان جي ڦيرڦار جو عمل متضاد ٿي سگهي ٿو. nanoparticle (NP) اجزاء ۾، ڦيرڦار جو نازڪ حجم مقناطيسي ويسڪوسيٽي (S) تي منحصر آهي، ۽ ان جي مقناطيسي فيلڊ انحصار NP magnetization17,18 جي سوئچنگ جي عمل بابت اهم معلومات مهيا ڪري ٿي.
مٿيون: ذرڙي جي سائيز سان جبر واري فيلڊ جي ارتقا جو اسڪيمي ڊاگرام، لاڳاپيل مقناطيسي ريورسل عمل کي ڏيکاريندي (15 مان ترتيب ڏنل). SPS، SD، ۽ MD اسٽينڊ لاءِ سپرپيرامگنيٽڪ اسٽيٽ، سنگل ڊومين، ۽ ملٽي ڊومين، ترتيب سان؛ DCOH ۽ DC استعمال ڪيا ويا آهن مطابقت قطر ۽ نازڪ قطر، ترتيب سان. هيٺيون: مختلف سائزن جي ذرڙن جا خاڪا، هڪ ڪرسٽل کان پولي ڪرسٽل تائين ڪرسٽلائٽس جي واڌ کي ڏيکاريندي.
بهرحال، نانوسڪيل تي، نوان پيچيده پهلو پڻ متعارف ڪرايا ويا آهن، جهڙوڪ ذرڙن جي وچ ۾ مضبوط مقناطيسي رابطي، سائيز جي ورڇ، ذرات جي شڪل، سطح جي خرابي، ۽ مقناطيس جي آسان محور جي هدايت، اهي سڀئي تجزيي کي وڌيڪ مشڪل بڻائيندا آهن19، 20 . اهي عناصر خاص طور تي توانائي جي رڪاوٽ جي ورڇ تي اثر انداز ڪن ٿا ۽ محتاط غور جي لائق آهن، انهي سان گڏ مقناطيسي ريورسل موڊ کي متاثر ڪري ٿو. انهي جي بنياد تي، اهو خاص طور تي ضروري آهي ته مقناطيسي حجم ۽ جسماني نانو تعمير ٿيل M-type hexaferrite SrFe12O19 جي وچ ۾ رابطي کي صحيح طور تي سمجهڻ لاء. تنهن ڪري، هڪ ماڊل سسٽم جي طور تي، اسان SFOs جو هڪ سيٽ استعمال ڪيو جيڪو هيٺيون-اپ سول-جيل طريقي سان تيار ڪيو ويو، ۽ تازو ڪيل تحقيق. پوئين نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته ڪرسٽلائٽس جي ماپ نانو ميٽر جي حد ۾ آهي، ۽ اهو، ڪرسٽلائٽس جي شڪل سان گڏ، استعمال ٿيل گرمي علاج تي منحصر آهي. ان کان علاوه، اهڙي نموني جي crystallinity جو دارومدار synthesis جي طريقي تي آهي، ۽ وڌيڪ تفصيلي تجزيي جي ضرورت آهي ته ڪرسٽلائٽس ۽ ذرات جي سائيز جي وچ ۾ تعلق کي واضح ڪرڻ لاء. هن رشتي کي ظاهر ڪرڻ لاء، ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسکوپي (TEM) تجزيي ذريعي رائٽ ويلڊ طريقو ۽ لائين پروفائل تجزيي سان گڏ اعلي شمارياتي X-ray پاؤڊر جي ڦيرڦار، ڪرسٽل مائڪرو اسٽرڪچر پيٽرولر (يعني، ڪرسٽلائٽس ۽ ذرات جي سائيز، شڪل) کي احتياط سان تجزيو ڪيو ويو. . XRPD) موڊ. ساخت جي خاصيت حاصل ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪيل نانوڪريسٽلائٽس جي anisotropic خاصيتن کي طئي ڪرڻ ۽ لائن پروفائل جي تجزيي جي فزيبلٽي کي ثابت ڪرڻ لاء هڪ مضبوط ٽيڪنڪ جي طور تي نانوسڪيل رينج (فيرائٽ) مواد جي چوٽي کي وسيع ڪرڻ جي خاصيت لاء. اهو معلوم ٿئي ٿو ته حجم-وزن واري ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم G (L) مضبوط طور تي ڪرسٽللوگرافڪ هدايت تي منحصر آهي. هن ڪم ۾، اسان ڏيکاريون ٿا ته ضمني ٽيڪنڪ جي ضرورت آهي صحيح طور تي ماپ سان لاڳاپيل پيٽرولن کي ڪڍڻ لاء صحيح طور تي بيان ڪرڻ لاء اهڙي پاؤڊر نموني جي ساخت ۽ مقناطيسي خاصيتن کي. ريورس مقناطيس جي عمل کي پڻ اڀياس ڪيو ويو ته مورفولوجي ساخت جي خاصيتن ۽ مقناطيسي رويي جي وچ ۾ تعلق کي واضح ڪرڻ لاء.
ايڪس ري پاؤڊر ڊفريشن (XRPD) ڊيٽا جي ريٽيلڊ تجزيي ڏيکاري ٿي ته سي-محور سان گڏ ڪرسٽلائيٽ سائيز مناسب گرمي علاج سان ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. اهو خاص طور تي ڏيکاري ٿو ته اسان جي نموني ۾ مشاهدو چوٽي جي وسيع ٿيڻ جو امڪان آهي anisotropic crystallite شڪل جي ڪري. ان کان علاوه، ريٽيويلڊ ۽ وليمسن-هال ڊاگرام پاران تجزيو ڪيل اوسط قطر جي وچ ۾ مطابقت (
(a) SFOA، (b) SFOB ۽ (c) SFOC جون روشن فيلڊ TEM تصويرون ڏيکارين ٿيون ته اهي ذرڙن مان ٺهيل آهن پليٽ جهڙي شڪل سان. لاڳاپيل سائيز جي تقسيم پينل جي هسٽوگرام ۾ ڏيکاريل آھن (df).
جيئن ته اسان اڳئين تجزيي ۾ پڻ محسوس ڪيو آهي، حقيقي پاؤڊر نموني ۾ ڪرسٽلائٽس هڪ پولي ڊسپيسر سسٽم ٺاهيندا آهن. جيئن ته X-ray جو طريقو تمام حساس اسڪرپٽ بلاڪ لاء تمام حساس آهي، پاؤڊر جي تفاوت جي ڊيٽا جي مڪمل تجزيو کي سٺي نانو اسٽريچر کي بيان ڪرڻ جي ضرورت آهي. هتي، ڪرسٽلائٽس جي سائيز کي حجم-وزن واري ڪرسٽلائٽ سائيز جي تقسيم فنڪشن G(L) 23 جي خاصيت جي ذريعي بحث ڪيو ويو آهي، جنهن کي تصور ڪري سگهجي ٿو ته ڪرسٽلائٽس کي ڳولڻ جي امڪاني کثافت فرض ڪيل شڪل ۽ سائيز جي، ۽ ان جو وزن تناسب آهي. اهو. حجم، تجزيو ڪيل نموني ۾. هڪ prismatic crystallite شڪل سان، سراسري حجم-وزن واري ڪرسٽل سائيز (سراسري پاسي جي ڊيگهه [100]، [110] ۽ [001] طرفن ۾) حساب ڪري سگهجي ٿو. تنهن ڪري، اسان سڀني ٽن SFO نمونن کي منتخب ڪيو مختلف ذرات جي سائزن سان anisotropic flakes جي شڪل ۾ (ڏسو حوالو 6) هن طريقي جي اثرائيت کي جانچڻ لاءِ نانو-اسڪيل مواد جي درست ڪرسٽلائيٽ سائيز جي ورڇ حاصل ڪرڻ لاءِ. ferrite crystallites جي anisotropic واقفيت جو جائزو وٺڻ لاء، منتخب ٿيل چوٽي جي XRPD ڊيٽا تي لائين پروفائل تجزيو ڪيو ويو. آزمايل SFO نمونن ۾ آسان (خالص) اعليٰ آرڊر جي تفاوت کي ساڳئي سيٽ جي ڪرسٽل جهازن مان شامل نه ڪيو ويو، ان ڪري اهو ناممڪن هو ته قطار کي وسيع ڪرڻ واري حصي کي ماپ ۽ مسخ کان الڳ ڪرڻ. ساڳئي وقت، تفاوت لائنن جو مشاهدو وسيع ڪرڻ جو امڪان آهي سائيز جي اثر جي ڪري، ۽ اوسط ڪرسٽلائيٽ شڪل ڪيترن ئي لائينن جي تجزيو ذريعي تصديق ڪئي وئي آهي. شڪل 4 بيان ڪيل ڪرسٽاللوگرافڪ هدايت سان گڏ حجم-وزن واري ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم فنڪشن G (L) جو مقابلو ڪري ٿو. ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم جو عام روپ لاگنورمل ورهائڻ آهي. سڀني حاصل ڪيل سائيز جي تقسيم جي ھڪڙي خاصيت انھن جي غير معمولي آھي. اڪثر ڪيسن ۾، هن ورڇ کي منسوب ڪري سگهجي ٿو ڪجهه بيان ڪيل ذرو ٺهڻ واري عمل سان. چونڊيل چوٽي جي سراسري ڳڻپيوڪر سائيز ۽ رائٽ ويلڊ ريفائنمينٽ مان نڪتل قدر جي وچ ۾ فرق قابل قبول حد جي اندر آھي (ان ڳالھ تي غور ڪيو وڃي ته اوزار جي حساب ڪتاب جا طريقا انھن طريقن جي وچ ۾ مختلف آھن) ۽ اھو ساڳيو آھي جيڪو جهازن جي لاڳاپيل سيٽ کان. Debye حاصل ڪيل اوسط سائيز شيرر مساوات سان مطابقت رکي ٿي، جيئن جدول 2 ۾ ڏيکاريل آهي. ٻن مختلف ماڊلنگ ٽيڪنالاجي جي حجم جي اوسط ڪرسٽلائيٽ سائيز جو رجحان تمام گهڻو ساڳيو آهي، ۽ مطلق سائيز جي انحراف تمام ننڍو آهي. جيتوڻيڪ Rietveld سان اختلاف ٿي سگهن ٿا، مثال طور، SFOB جي (110) عڪاسي جي صورت ۾، اهو هر هڪ ۾ 1 درجا 2θ جي فاصلي تي چونڊيل عڪاسي جي ٻنهي پاسن تي پس منظر جي صحيح تعين سان لاڳاپيل ٿي سگهي ٿو. هدايت. پر ان جي باوجود، ٻن ٽيڪنالاجيز جي وچ ۾ شاندار معاهدو طريقي جي مطابقت جي تصديق ڪري ٿو. چوٽي کي وسيع ڪرڻ جي تجزيي مان، اهو واضح ٿئي ٿو ته سائيز [001] سان گڏ هڪ خاص انحصار آهي ترکیب جي طريقي تي، جنهن جي نتيجي ۾ SFO6,21 ۾ flaky crystallites جي ٺهڻ جي نتيجي ۾ sol-gel ذريعي ٺهيل آهي. ھي خصوصيت ھن طريقي جي استعمال لاءِ رستو کوليندي آھي نانوڪريسٽل کي ترجيحي شڪلن سان ٺاھڻ لاءِ. جيئن ته اسان سڀ ڄاڻون ٿا، SFO جي پيچيده ڪرسٽل ڍانچي (جيئن تصوير 1 ۾ ڏيکاريل آهي) SFO12 جي فريمگنيٽڪ رويي جو بنيادي حصو آهي، تنهنڪري شڪل ۽ سائيز جي خاصيتن کي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو ايپليڪيشنن لاء نموني جي ڊيزائن کي بهتر ڪرڻ لاء (جهڙوڪ مستقل مقناطيس سان لاڳاپيل). اسان اشارو ڪريون ٿا ته ڪرسٽلائيٽ سائيز جو تجزيو هڪ طاقتور طريقو آهي جيڪو بيان ڪرڻ لاءِ ڪرسٽلائيٽ جي شڪلن جي انيسوٽراپي کي، ۽ اڳ ۾ حاصل ڪيل نتيجن کي وڌيڪ مضبوط ڪري ٿو.
(a) SFOA، (b) SFOB، (c) SFOC چونڊيل عڪاسي (100)، (110)، (004) حجم وزني ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم G (L).
نانو-پاؤڊر مواد جي درست ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم حاصل ڪرڻ ۽ ان کي پيچيده نانو اسٽريچرز تي لاڳو ڪرڻ جي طريقيڪار جي اثرائتي جو اندازو لڳائڻ لاءِ، جيئن تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آهي، اسان تصديق ڪئي آهي ته هي طريقو نانو ڪمپوزائٽ مواد (نامياري قدر) ۾ اثرائتو آهي. ڪيس جي درستگي SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w٪) تي مشتمل آهي. اهي نتيجا Rietveld تجزيي سان مڪمل طور تي هڪجهڙائي رکن ٿا (مقابلي لاءِ شڪل 5 جي ڪيپشن ڏسو)، ۽ سنگل فيز سسٽم جي مقابلي ۾، SFO نانوڪريسٽل هڪ وڌيڪ پليٽ جهڙو مورفولوجي کي اجاگر ڪري سگهن ٿا. انهن نتيجن جي توقع ڪئي وئي آهي ته هن لائين پروفائل تجزيي کي وڌيڪ پيچيده سسٽم تي لاڳو ڪيو وڃي جنهن ۾ ڪيترن ئي مختلف ڪرسٽل مرحلن کي اوورليپ ڪري سگھن ٿا بغير انهن جي لاڳاپيل ساختن بابت معلومات وڃائڻ کان.
نانو ڪمپوزائٽس ۾ SFO ((100)، (004)) ۽ CFO (111) جي چونڊيل عڪاسي جي حجم-وزن واري ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم G(L)؛ مقابلي لاءِ، لاڳاپيل Rietveld تجزياتي قدر 70 (7)، 45 (6) ۽ 67 (5) nm6 آهن.
جيئن ته شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي، مقناطيسي ڊومين جي ماپ جو تعين ۽ جسماني حجم جو صحيح اندازو اهڙن پيچيده نظامن کي بيان ڪرڻ ۽ مقناطيسي ذرات جي وچ ۾ رابطي ۽ ساخت جي ترتيب کي واضح سمجهڻ لاءِ بنياد آهن. تازو، SFO نموني جي مقناطيسي رويي جو تفصيل سان اڀياس ڪيو ويو آهي، خاص ڌيان سان مقناطيسي حساسيت (χirr) (Figure S3 SFOC جو هڪ مثال آهي) 6. هن فيرائٽ تي ٻڌل نانو سسٽم ۾ مقناطيسي ريورسل ميڪانيزم جي گهڻي ڄاڻ حاصل ڪرڻ لاءِ، اسان ريورس فيلڊ ۾ مقناطيسي آرام جي ماپ ڪئي (HREV) هڪ ڏنل هدايت ۾ سنترپشن کان پوءِ. غور ڪريو \(M\left(t\right)\proptoSln\left(t\right)\) (وڌيڪ تفصيل لاءِ شڪل 6 ۽ اضافي مواد ڏسو) ۽ پوءِ ايڪٽيويشن حجم (VACT) حاصل ڪريو. جيئن ته ان کي مادي جي ننڍي مقدار جي طور تي بيان ڪري سگهجي ٿو جيڪو هڪ واقعي ۾ هڪجهڙائي سان رد ڪري سگهجي ٿو، هي پيٽرولر "مقناطيسي" حجم جي نمائندگي ڪري ٿو جيڪو موٽڻ واري عمل ۾ شامل آهي. اسان جي VACT قدر (ڏسو ٽيبل S3) تقريبن 30 nm جي قطر سان هڪ دائري سان ملندڙ جلندڙ آهي، جنهن کي مربوط قطر (DCOH) جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي، جيڪو منظم گردش ذريعي سسٽم جي مقناطيس جي ڦيرڦار جي مٿين حد کي بيان ڪري ٿو. جيتوڻيڪ ذرڙن جي جسماني مقدار ۾ وڏو فرق آهي (SFOA SFOC کان 10 ڀيرا وڏو آهي)، اهي قدر ڪافي مستقل ۽ ننڍا آهن، اهو ظاهر ڪري ٿو ته سڀني نظامن جي مقناطيسي ريورسل ميڪانيزم ساڳيو ئي رهي ٿو (جيڪو اسان دعوي ڪريون ٿا ان سان مطابقت اڪيلو ڊومين سسٽم آهي) 24. آخر ۾، VACT ۾ XRPD ۽ TEM تجزيي جي ڀيٽ ۾ تمام ننڍڙو جسماني حجم آھي (ٽيبل S3 ۾ VXRD ۽ VTEM). تنهن ڪري، اسان اهو نتيجو ڪري سگهون ٿا ته سوئچنگ جو عمل صرف مربوط گردش ذريعي نه ٿئي. نوٽ ڪريو ته مختلف ميگنيٽو ميٽرز (Figure S4) استعمال ڪندي حاصل ڪيل نتيجا ڪافي ساڳيا DCOH قدر ڏين ٿا. ان سلسلي ۾، اهو تمام ضروري آهي ته هڪ واحد ڊومين ذري (DC) جي نازڪ قطر کي بيان ڪرڻ لاء سڀ کان وڌيڪ معقول موٽڻ واري عمل کي طئي ڪرڻ لاء. اسان جي تجزيي جي مطابق (اضافي مواد ڏسو)، اسان اهو اندازو لڳائي سگهون ٿا ته حاصل ڪيل VACT ۾ هڪ غير مربوط گردش ميڪانيزم شامل آهي، ڇاڪاڻ ته DC (~ 0.8 µm) اسان جي ذرات جي DC (~ 0.8 µm) کان تمام گهڻو پري آهي، اهو آهي. ڊومين والز جي ٺاھڻ نه آھي پوء مضبوط حمايت حاصل ڪئي ۽ ھڪڙي ڊومين جي ترتيب حاصل ڪئي. اهو نتيجو تعامل ڊومين جي ٺهڻ جي ذريعي وضاحت ڪري سگهجي ٿو 25، 26. اسان فرض ڪريون ٿا ته هڪ واحد ڪرسٽلائيٽ هڪ رابطي واري ڊومين ۾ حصو وٺندو آهي، جيڪو انهن مواد جي heterogeneous microstructure جي ڪري هڪ ٻئي سان ڳنڍيل ذرات تائين وڌايو ويندو آهي 27,28. جيتوڻيڪ ايڪس-ري طريقا صرف ڊومينز (مائڪرو ڪرسٽلز) جي ٺيڪ مائڪرو اسٽريچر لاءِ حساس هوندا آهن، مقناطيسي آرام جي ماپون پيچيده رجحان جو ثبوت مهيا ڪن ٿيون جيڪي نانو اسٽريچرڊ SFOs ۾ ٿي سگهن ٿيون. تنهن ڪري، SFO اناج جي نانوميٽر جي سائيز کي بهتر ڪرڻ سان، اهو ممڪن آهي ته ڪيترن ئي ڊومين جي ڦيرڦار جي عمل کي تبديل ڪرڻ کان روڪيو وڃي، ان ڪري انهن مواد جي اعلي جبر کي برقرار رکندي.
(a) SFOC جي وقت تي منحصر مقناطيسي وکر ماپ ڪئي وئي مختلف ريورس فيلڊ HREV قدرن تي سنترپشن کان پوءِ -5 T ۽ 300 K (تجرباتي ڊيٽا جي اڳيان اشارو ڪيو ويو) (مقناطيس کي نموني جي وزن جي مطابق معمول ڪيو ويو آهي)؛ وضاحت لاءِ، انسيٽ 0.65 T فيلڊ (ڪارو دائرو) جي تجرباتي ڊيٽا ڏيکاري ٿو، جنهن ۾ بهترين فٽ (ڳاڙهي لڪير) آهي (مقناطيس کي ابتدائي قدر M0 = M(t0) تائين عام ڪيو ويو آهي)؛ (b) لاڳاپيل مقناطيسي ويسڪوسيٽي (S) فيلڊ جي SFOC A فنڪشن جو انورس آهي (ليڪ اکين لاءِ هڪ گائيڊ آهي)؛ (c) جسماني/ مقناطيسي ڊگھائي اسڪيل تفصيلن سان گڏ چالو ڪرڻ واري ميڪانيزم اسڪيم.
عام طور تي ڳالهائڻ، مقناطيس جي ڦيرڦار مقامي عملن جي هڪ سلسلي ذريعي ٿي سگهي ٿي، جهڙوڪ ڊومين وال نيوڪليشن، پروپيگيشن، ۽ پننگ ۽ انپننگ. واحد-ڊومين فيرائٽ ذرڙن جي صورت ۾، چالو ڪرڻ وارو ميڪانيزم نيوڪليشن-ثالث آهي ۽ مجموعي مقناطيسي ريورسل حجم (جيئن تصوير 6c ۾ ڏيکاريل آهي) 29 کان ننڍو مقناطيسي تبديليءَ سان شروع ٿئي ٿو.
نازڪ مقناطيس ۽ جسماني قطر جي وچ ۾ فرق جو مطلب اهو آهي ته غير مطابقت وارو موڊ مقناطيسي ڊومين جي ڦيرڦار جو هڪ گڏوگڏ واقعو آهي، جيڪو شايد مادي جي غير معموليات ۽ سطح جي اڻ برابري جي ڪري ٿي سگهي ٿو، جيڪو لاڳاپيل ٿي ويندو آهي جڏهن ذرات جي سائيز 25 وڌائي ٿي، نتيجي ۾ انحراف جي نتيجي ۾. يونيفارم مقناطيسي رياست.
تنهن ڪري، اسان اهو نتيجو ڪري سگهون ٿا ته هن سسٽم ۾، مقناطيس جي ڦيرڦار جو عمل تمام پيچيده آهي، ۽ نانو ميٽر جي ماپ ۾ ماپ کي گهٽائڻ جي ڪوششون فيرائٽ ۽ مقناطيس جي microstructure جي وچ ۾ رابطي ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. .
ساخت، فارم ۽ مقناطيس جي وچ ۾ پيچيده تعلق کي سمجهڻ مستقبل جي ايپليڪيشنن کي ڊزائين ڪرڻ ۽ ترقي ڪرڻ جو بنياد آهي. SrFe12O19 جي چونڊيل XRPD نموني جي لائين پروفائل تجزيي اسان جي ٺاھڻ واري طريقي سان حاصل ڪيل nanocrystals جي anisotropic شڪل جي تصديق ڪئي. TEM تجزيي سان گڏ، هن ذرڙي جي پولي ڪرسٽل فطرت ثابت ڪئي وئي، ۽ بعد ۾ اها تصديق ڪئي وئي ته هن ڪم ۾ دريافت ڪيل SFO جي ماپ نازڪ واحد ڊومين قطر کان گهٽ هئي، جيتوڻيڪ ڪرسٽلائٽ جي واڌ جي ثبوت جي باوجود. هن بنياد تي، اسان هڪ ناقابل واپسي مقناطيسي عمل جي تجويز پيش ڪريون ٿا جيڪو هڪ رابطي واري ڊومين جي ٺهڻ تي ٻڌل آهي جيڪو هڪ ٻئي سان ڳنڍيل ڪرسٽلائٽس تي مشتمل آهي. اسان جا نتيجا ثابت ڪن ٿا ته ذرڙن جي مورفولوجي، ڪرسٽل ڍانچي ۽ ڪرسٽل سائيز جي وچ ۾ ويجھو لاڳاپو جيڪو نانو ميٽر جي سطح تي موجود آهي. هن مطالعي جو مقصد سخت نانو تعمير ٿيل مقناطيسي مواد جي ريورسل مقناطيسي عمل کي واضح ڪرڻ ۽ نتيجو مقناطيسي رويي ۾ مائڪرو ساختماني خاصيتن جي ڪردار کي طئي ڪرڻ جو مقصد آهي.
نمونن کي سل-جيل spontaneous combustion method جي مطابق citric acid استعمال ڪندي چيليٽنگ ايجنٽ/فيول استعمال ڪيو ويو، حوالو 6 ۾ ٻڌايو ويو آهي. تجزيي جي حالتن کي ٽن مختلف سائزن جا نمونا (SFOA، SFOB، SFOC) حاصل ڪرڻ لاءِ بهتر ڪيو ويو، جيڪي هئا. مختلف درجه حرارت (ترتيب سان 1000، 900، ۽ 800 ° سي) تي مناسب اينيلنگ علاج سان حاصل ڪيو ويو. جدول S1 مقناطيسي ملڪيتن کي اختصار ڪري ٿو ۽ ڳولي ٿو ته اهي نسبتا هڪجهڙا آهن. nanocomposite SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w% پڻ ساڳي طرح تيار ڪيو ويو.
تفاوت جو نمونو CuKα تابڪاري (λ = 1.5418 Å) استعمال ڪندي Bruker D8 پاؤڊر diffractometer تي ماپيو ويو، ۽ ڊيڪٽر سلٽ ويڪر 0.2 ملي ميٽر تي مقرر ڪيو ويو. 10-140° جي 2θ رينج ۾ ڊيٽا گڏ ڪرڻ لاءِ VANTEC ڪائونٽر استعمال ڪريو. ڊيٽا رڪارڊنگ دوران درجه حرارت 23 ± 1 ° C تي برقرار رکيو ويو. عڪاسي قدم ۽ اسڪين ٽيڪنالاجي جي ماپ ڪئي وئي آهي، ۽ سڀني ٽيسٽ نموني جي قدم جي ڊيگهه 0.013 ° (2theta) آهي؛ ماپ جي فاصلي جي وڌ ۾ وڌ چوٽي قيمت -2.5 ۽ + 2.5° (2theta) آهي. هر چوٽي لاءِ ڪُل 106 ڪوانٽا ڳڻيا ويندا آهن، جڏهن ته دم لاءِ اٽڪل 3000 ڪوانٽا هوندا آهن. ڪيترن ئي تجرباتي چوٽيون (جدا يا جزوي طور تي اوورليپ ٿيل) وڌيڪ هڪجهڙائي واري تجزيي لاءِ چونڊيا ويا: (100)، (110) ۽ (004)، جيڪي ايس ايف او رجسٽريشن لائن جي بريگ زاويه جي ويجهو برگ زاويه تي واقع ٿيا. تجرباتي شدت کي درست ڪيو ويو لورنٽز پولرائيزيشن فيڪٽر لاءِ، ۽ پس منظر کي هٽايو ويو هڪ فرض ڪيل لڪير تبديلي سان. NIST معياري LaB6 (NIST 660b) استعمال ڪيو ويو اوزار کي ترتيب ڏيڻ ۽ چشمي جي وسيع ڪرڻ لاء. استعمال ڪريو LWL (Louer-Weigel-Louboutin) deconvolution طريقو 30,31 خالص diffraction لائين حاصل ڪرڻ لاء. اهو طريقو پروفائل تجزيو پروگرام PROFIT-software32 ۾ لاڳو ڪيو ويو آهي. نموني جي ماپ ٿيل شدت واري ڊيٽا جي فٽنگ مان ۽ pseudo Voigt فنڪشن سان معيار، لاڳاپيل صحيح لڪير سموچ f(x) ڪڍيو ويو آهي. ماپ ورهائڻ جو فنڪشن G(L) f(x) مان طئي ڪيو ويو آهي ريفرنس 23 ۾ پيش ڪيل طريقيڪار تي عمل ڪندي. وڌيڪ تفصيل لاءِ، مھرباني ڪري حوالو ڏيو اضافي مواد. لائين پروفائل جي تجزيي جي اضافي جي طور تي، FULLPROF پروگرام استعمال ڪيو ويندو آھي Rietveld تجزيو ڪرڻ لاءِ XRPD ڊيٽا تي (تفصيل ملي سگھجن ٿا Maltoni et al. 6 ۾). مختصر ۾، Rietveld ماڊل ۾، تفاوت جي چوٽي کي تبديل ٿيل ٿامپسن-ڪڪس-هسٽنگس سيوڊو ووگٽ فنڪشن پاران بيان ڪيو ويو آهي. ڊيٽا جي لي بييل ريفائنمينٽ NIST LaB6 660b معيار تي ڪئي وئي ته جيئن اوزار جي مدد کي واضع ڪرڻ لاءِ چوٽي کي وڌايو وڃي. جي حساب سان FWHM (مڪمل ويڪر اڌ چوٽي جي شدت تي)، Debye-Scherrer مساوات استعمال ڪري سگھجي ٿو حجم-وزن واري اوسط سائيز کي ڳڻڻ لاءِ مربوط اسڪريٽنگ ڪرسٽل ڊومين:
جتي λ X-ray شعاع جي موج جي ڊيگهه آهي، K شڪل جو عنصر آهي (0.8-1.2، عام طور تي 0.9 جي برابر)، ۽ θ بريگ زاويه آهي. اهو لاڳو ٿئي ٿو: چونڊيل عڪاسي، جهازن جو لاڳاپيل سيٽ ۽ سڄو نمونو (10-90°).
ان کان علاوه، هڪ فلپس CM200 مائڪرو اسڪوپ جيڪو 200 kV تي ڪم ڪري رهيو آهي ۽ هڪ LaB6 filament سان ليس آهي، TEM تجزيي لاءِ استعمال ڪيو ويو ته جيئن ذرات جي مورفولوجي ۽ سائيز جي ورڇ بابت معلومات حاصل ڪري سگهجي.
مقناطيس آرام جي ماپ ٻن مختلف اوزارن سان ڪئي ويندي آهي: فزيڪل پراپرٽي ميجرمينٽ سسٽم (PPMS) کان ڪوانٽم ڊيزائن-وائبريٽنگ سمپل ميگنيٽو ميٽر (VSM)، 9 T سپر ڪنڊڪٽنگ مقناطيس سان ليس، ۽ MicroSense ماڊل 10 VSM برقي مقناطيس سان. فيلڊ 2 T آهي، نموني فيلڊ ۾ سير ٿيل آهي (μ0HMAX:-5 T ۽ 2 T، ترتيب سان هر اوزار لاء)، ۽ پوء ريورس فيلڊ (HREV) لاڳو ڪيو ويندو آهي نموني کي سوئچنگ ايريا ۾ آڻڻ لاء (HC جي ويجهو). )، ۽ پوءِ مقناطيسي خرابي کي 60 منٽن کان وڌيڪ وقت جي ڪم طور رڪارڊ ڪيو ويو آهي. ماپ 300 K تي ڪئي وئي آهي. لاڳاپيل چالو مقدار جو اندازو لڳايو ويندو آهي انهن ماپيل قدرن جي بنياد تي جيڪي بيان ڪيل اضافي مواد ۾ بيان ڪيا ويا آهن.
Muscas, G., Yaacoub, N. & Peddis, D. مقناطيسي خرابيون نانو ساختي مواد ۾. نئين مقناطيسي نانو اسٽريچر ۾ 127-163 (ايلسيئر، 2018). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00004-7.
ميٿيو، آر ۽ نورڊبلڊ، پي. اجتماعي مقناطيسي رويي. نانو پارٽيڪل مقناطيس جي نئين رجحان ۾، صفحا 65-84 (2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-60473-8_3.
Dormann, JL, Fiorani, D. & Tronc, E. مقناطيسي آرام ۾ ٺيڪ ذرات جي نظام ۾. ڪيميائي فزڪس ۾ پيش رفت، پي پي. 283-494 (2007). https://doi.org/10.1002/9780470141571.ch4.
Sellmyer, DJ, etc. نانو ميگنيٽ جي نئين جوڙجڪ ۽ فزڪس (مدعو ٿيل). J. ايپليڪيشن فزڪس 117، 172 (2015).
ڊي جولين فرنينڊز، سي وغيره موضوعي جائزو: هارڊ هيڪسافريٽ مستقل مقناطيس ايپليڪيشنن جي ترقي ۽ امڪان. جي فزڪس. D. فزڪس لاءِ درخواست ڏيو (2020).
Maltoni، P. وغيره SrFe12O19 nanocrystals جي synthesis ۽ مقناطيسي خاصيتن کي بهتر ڪرڻ سان، ٻٽي مقناطيسي نانوڪومپوزائٽس مستقل مقناطيس طور استعمال ڪيا ويا آهن. جي فزڪس. D. فزڪس لاءِ درخواست ڏيو 54، 124004 (2021).
Saura-Múzquiz, M. وغيره. واضح ڪريو نانو پارٽيڪل مورفولوجي، ايٽمي/مقناطيسي ساخت ۽ مقناطيسي خاصيتن جي وچ ۾ srFe12O19 مقناطيس. نانو 12، 9481-9494 (2020).
پيٽريڪا، ايم وغيره. مٽا سٽا جي مستقل مقناطيس جي پيداوار لاء سخت ۽ نرم مواد جي مقناطيسي ملڪيت کي بهتر بڻائي ٿو. جي فزڪس. D. فزڪس لاءِ درخواست ڏيو 54، 134003 (2021).
Maltoni، P. وغيره. سخت-نرم SrFe12O19/CoFe2O4 نانو اسٽريچرز جي مقناطيسي خاصيتن کي ترتيب/مرحلي ڪولنگ ذريعي ترتيب ڏيو. جي فزڪس. ڪيمسٽري سي 125، 5927–5936 (2021).
Maltoni، P. وغيره. SrFe12O19/Co1-xZnxFe2O4 نانو ڪمپوزائٽس جي مقناطيسي ۽ مقناطيسي ملائڻ جي ڳولا ڪريو. جي ميگ مگ. الما ميٽر. 535، 168095 (2021).
پلر، آر سي هيڪساگونل فيرائٽس: هيڪسافرائٽ سيرامڪس جي جوڙجڪ، ڪارڪردگي ۽ ايپليڪيشن جو هڪ جائزو. ترميم ڪريو. الما ميٽر. سائنس. 57، 1191-1334 (2012).
Momma، K. ۽ Izumi، F. VESTA: 3D بصري نظام لاء اليڪٽرانڪ ۽ ساخت جي تجزيو. J. اپلائيڊ پروسيس ڪرسٽالوگرافي 41، 653-658 (2008).
Peddis, D. Jönsson, PE, Laureti, S. & Varvaro, G. مقناطيسي تعامل. فرنٽيئرز ان نانوسائنس، پي پي. 129-188 (2014). https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098353-0.00004-X.
Li, Q. وغيره. انتهائي ڪرسٽل Fe3O4 نانو ذرات ۽ مقناطيسي ملڪيتن جي سائيز/ڊومين ڍانچي جي وچ ۾ لاڳاپو. سائنس. نمائندو 7، 9894 (2017).
ڪوئي، جي ايم ڊي مقناطيسي ۽ مقناطيسي مواد. (ڪيمبرج يونيورسٽي پريس، 2001). https://doi.org/10.1017/CBO9780511845000.
Lauretti، S. et al. ڪعبي مقناطيسي anisotropy سان CoFe2O4 نانو ذرات جي سليڪا-ليپ ٿيل نانوپورس اجزاء ۾ مقناطيسي رابطي. نانو ٽيڪنالاجي 21، 315701 (2010).
O'Grady، K. & Laidler، H. مقناطيسي رڪارڊنگ جون حدون-ميڊيا غور. جي ميگ مگ. الما ميٽر. 200، 616-633 (1999).
Lavorato، GC وغيره. مقناطيسي رابطي ۽ توانائي جي رڪاوٽ ڪور/شيل ڊبل مقناطيسي نانو پارٽيڪلز ۾ وڌيل آهن. جي فزڪس. ڪيمسٽري سي 119، 15755–15762 (2015).
Peddis, D., Cannas, C., Musinu, A. Piccaluga, G. نانو ذرات جا مقناطيسي خاصيتون: ذرن جي سائيز جي اثر کان ٻاهر. ڪيمسٽري هڪ يورو. جي. 15، 7822-7829 (2009).
Eikeland, AZ, Stingaciu, M., Mamakhel, AH, Saura-Múzquiz, M. & Christensen, M. SrFe12O19 nanocrystals جي مورفولوجي کي ڪنٽرول ڪندي مقناطيسي خاصيتن کي وڌايو. سائنس. نمائندو 8، 7325 (2018).
Schneider، C.، Rasband، W. ۽ Eliceiri، K. NIH تصويري ڏانهن تصويري ج: 25 سالن جي تصويري تجزيي. اي نيٽ. طريقو 9، 676-682 (2012).
Le Bail, A. & Louër, D. X-ray پروفائل جي تجزيي ۾ ڪرسٽلائيٽ سائيز جي تقسيم جي نرمي ۽ صحيحيت. J. Applied Process Crystallography 11, 50-55 (1978).
Gonzalez, JM, etc. مقناطيسي ويسڪوسيٽي ۽ مائڪرو اسٽريچر: ذرڙي سائيز انحصار ايڪٽيويشن حجم. J. اپلائيڊ فزڪس 79، 5955 (1996).
Vavaro، G.، Agostinelli، E.، Testa، AM، Peddis، D. ۽ Laureti، S. الٽرا هاءِ ڊينسٽي مقناطيسي رڪارڊنگ ۾. (جيني اسٽينفورڊ پريس، 2016). https://doi.org/10.1201/b20044.
هو، جي، ٿامسن، ٽي.، ريٽنر، سي ٽي، راؤڪس، ايس ۽ ٽريس، بي ڊي Co∕Pd نانو اسٽريچرز ۽ فلم ميگنيٽائيزيشن ريورسل. J. ايپليڪيشن فزڪس 97، 10J702 (2005).
Khlopkov, K., Gutfleisch, O., Hinz, D., Müller, K.-H. ۽ Schultz، L. هڪ بناوت واري فائن گرينڊ Nd2Fe14B مقناطيس ۾ رابطي واري ڊومين جو ارتقا. J. ايپليڪيشن فزڪس 102، 023912 (2007).
Mohapatra، J.، Xing، M.، Elkins، J.، Beatty، J. & Liu، CoFe2O4 نانو ذرات ۾ JP سائيز تي منحصر مقناطيسي سختي: سطح جي اسپن جھلڻ جو اثر. جي فزڪس. D. فزڪس لاءِ درخواست ڏيو 53، 504004 (2020).
پوسٽ جو وقت: ڊسمبر-11-2021
